JPH0611193B2 - モ−トルの位置制御方法 - Google Patents

モ−トルの位置制御方法

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JPH0611193B2
JPH0611193B2 JP25287185A JP25287185A JPH0611193B2 JP H0611193 B2 JPH0611193 B2 JP H0611193B2 JP 25287185 A JP25287185 A JP 25287185A JP 25287185 A JP25287185 A JP 25287185A JP H0611193 B2 JPH0611193 B2 JP H0611193B2
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公祥 石崎
潤四郎 稲村
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、モートルの位置制御方法に係り、特に、滑ら
かで、かつ迅速な位置決め制御を行うに好適な、モート
ルの位置制御方法に関するものである。
〔発明の背景〕
DCモートルの位置制御については、たとえば、電気学
会、情報処理研究会資料、資料番号「IP−82−3
4」に記載されている。
このように、回転検出器としてエンコーダを使用した場
合を例にとつて、従来技術を説明する。
ここで、第3図は、従来技術のDCモートル制御システ
ムのブロツク図、第4図は、その各波形位相図、第5図
は、その位置制御時の速度、位置及び時間の関係説明
図、第6図は、減速速度指令パターン図である。
すなわち、まず、第3図において、DCモートルMは、
トランジスタQ(+),Q(-),Q(+),Q(-)の4
個により、フルブリツジ形の中心に接続され、これらの
各トランジスタのベースは、各各、抵抗R(+),R
(-),R(+),R(-)を介して、マイクロコンピユ
ータMPUに接続されている。
そして、マイクロコンピユータMPUの出力により、ト
ランジスタQ(+),Q(-)がオンすると、DCモート
ルMは正回転、トランジスタQ(+),Q(-)がオンす
ると、DCモートルMは逆方向へ回転されるものであ
る。
また、そのDCモートルMの軸には、回転検出器に係る
エンコーダEが直結されており、DCモートルMの回転
に従つて、エンコーダEは、第4図の各波形位相図に示
す出力φ,φという、位相の異なつた2相の矩形波
を出力するものである。
この出力φ,φは、DCモートルMの回転方向によ
つて、その位相の進,遅は逆になる。すなわち、DCモ
ートルMが正方向回転のときは、出力φが進み、一
方、同モートルMが逆回転のときは、出力φの位相が
進むものである。
しかして、アツプダウンカウンタ回路UDCNTは、エンコ
ーダEの出力φ,φを、第4図のパルスFCに示す
ように、その各々の立上り、立下りを検出し、4倍の周
波数を作り出して、DCモートルMの回転方向に従つ
て、4倍化されたパルスFCを、アツプカウントあるい
は、ダウンカウントし、そのカウンタ値COUNTを、
速度あるいは、位置の情報として、マイクロコンピユー
タMPUに入力するものである。
また、アツプダウンカウンタ回路UDCNTは、エンコーダ
Eの出力φ,φの位相進,遅により、DCモートル
Mの回転方向信号、すなわち第4図における回転方向信
号ROTの信号を、HまたはLで、マイクロコンピユー
タMPUに入力するものである。
そして、INFはインターフエース回路であり、このイ
ンターフエース回路INFと上記のマイクロコンピユー
タMPUとは、指示制御部に係るものである。なお、i
,iはDCモートルMの右,左の電流方向であり、
は電源である。
しかして、アツプダウンカクンタ回路UDCNTマイクロコ
ンピユータMPUは、エンコーダEの信号をフイードバ
ツク信号として入力せしめ、DCモートルMの所定の回
転速度及び回転角度が得られるよう調整された駆動信号
を出力する制御ユニツトに係るものであり、また、4個
の各トランジスタは、前記の駆動信号を受けてDCモー
トルMを駆動させる駆動回路を構成するものである。
このような構成で、速度指令SC、位置指令PC、運転
指令CTLは、インターフエース回路INFを介してマ
イクロコンピユータMPUに入力されると、マイクロコ
ンピユータMPUは、位置制御時の速度,位置と時間と
の関係説明図である第5図に示すように、指令された速
度Sまで加速後、指令された速度で回転させ、カウンタ
値COUNTを監視し、最適パターンで停止できる位置、す
なわち減速を開始する位置Xまで達すると、予めマイ
クロコンピユータMPU内に設定された、減速速度指令
パターン図である第6図における減速速度指令パターン
に従つて、減速し、停止位置近傍の領域(A領域)
に達すると、次のように、残りパルス数より直接、DC
モートルMへの通電量であるデユーテイVを算出い
て、それに基づく減速に切替え、減速を行うものであ
る。
=k(θ+S) ここで、kは定数、θは残りパルス数、Sは、時間
積分の項である。
なお、第6図において、P′,P″は、減速態様の
異なる他の減速速度指令パターンを示し、X
′,X″は、それぞれの減速開始位置を示すもの
である。
以上のようにして、DCモートルMの位置制御を行うも
のであるが、減速速度指令パターンによる減速から、デ
ユーテイの直接計算による減速への切替えを領域で一義
的に行うため、すなわち、例えば上記のA領域に入つた
ならば、減速速度指令パターンによるDCモートルMへ
の通電量と、デユーテイの直接計算による同上の通電量
との差異の有無に拘らず、切替えを行うため、切替え
時、前者によるモートル回転速度と、後者によるモート
ル回転速度とに差のある場合、その時点で、急激な加
速、または減速が発生してしまい、滑らかな減速が得ら
れない、という不具合があつた。
〔発明の目的〕
本発明は、滑らかな減速特性の、モートルの位置制御方
法の提供を、その目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明の、モートルの位置制御方法は、モートルと、当
該モートルの回転に応じた信号を出力する回転検出器
と、この回転検出器の信号をフィードバック信号として
入力せしめ、上記モートルの所定の回転速度及び回転角
度が得られるよう調整された駆動信号を出力する制御ユ
ニットと、その駆動信号を受けて当該モートルを駆動さ
せる駆動回路とよりなるモートルの位置制御回路で、位
置決め停止時の減速勾配を速度指令パターンとして制御
ユニット内に記憶せしめ、この速度指令パターンに従っ
て、位置決め停止時の減速を行い、さらに停止位置近傍
の極めて回転数の低い範囲においては、残り移動距離よ
り直接、モートルへの通電量を計算して減速を行い、目
標停止位置へ停止せしめるモートルの位置制御方法にお
いて、速度指令パターンに従った減速から、残り移動距
離よりの直接計算による減速への切替えを、両者による
モートルへの通電量を比較し、後者による通電量が前者
による通電量より小となる位置で行い、また後者による
通電量が、前者による通電量より小とならない場合にお
いても、停止位置の極めて近傍に到達したならば行うよ
うにしたものである。
減速速度指令パターンによる減速と、直接計算による減
速との切替えを、領域により、一義的に行うのではなく
両者により、通電量を比較して、後者による通電量が、
前者による通電量より小となつたときに行うことによ
り、減速を滑らかなものとしたものである。また、停止
位置の、ごく近傍では、モートルの回転数が、非常に小
さいことに着目し、上述の切替えが起きない場合、すな
わち、前者による通電量が、後者による通電量より小の
ときは、停止位置のごく近傍では、一義的に前者から後
者に切替えるようにして、迅速な位置決め停止を行うよ
うにしたものである。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例を、さきの各図をも参照し、第1,2図
により説明する。
ここで、第1図は、本発明の一実施例に係るモートルの
位置制御方法による位置制御時の、速度と時間の関係説
明図、第2図は、その位置制御の手順を示すフローチヤ
ート図である。
しかして、本発明の実施例におけるモートルの位置制御
回路は、第3図に示す従来例のものと同一である。ま
た、減速速度指令パターンに従つて減速を行い、ある領
域になつたら、直接計算による減速に切替える方法も同
一であるが、領域で一義的に切替えるのでなく、両者の
通電量を比較し、その大小により切替えを行うようにし
たものである。この詳細を以下に説明する。
前述のように、第1図は、停止位置附近における減速を
示す図であり、Aは第5図に示すAと同一の領域であ
り、Qは、減速速度パターンによるモートル速度、R
は、直接計算によるモートル速度、Bは、後述する、新
たに設けた領域である。
位置制御を行う場合は、第5図に示したように、速度S
まで加速したのち、Xの位置より減速速度指令パター
ンに従い、減速を行う。これが、第1図におけるモート
ル速度Qである。
DCモートルMを、モートル速度Qのように減速させて
A領域に達したならば、モートル速度QによるDCモー
トルMへの通電量とモートル速度Rによる通電量とを比
較し、すなわちCにおいて、モートル速度Qからモート
ル速度Rへの切替えを行うものである。
また、A領域内において、モートル速度QとRとが交差
しない場合は、B領域(停止位置の極めて近傍の領域、
例えば、モートル軸の回転角度で3度以内の領域)に達
したなら、モートル速度Qから同Rへの切替えを行うも
のである。
この手順を第2図のフローチヤートに示す。
まず、A領域内に達したかどうかを判定し、達していな
ければ、減速速度指令パターンに従つて減速、すなわち
第1図のモートル速度Qのように減速する。
達していれば、減速速度指令パターンによるモートルへ
の通電量と、残り移動距離に係る残り移動パルス数より
直接計算した通電量とを比較し、後者が、前者より小で
あつたなら、後者により、以後の減速を行うものであ
る。
また、前者が後者より小の場合には、B領域に達してい
るか、どうかを判別し、達していなければ、前者による
減速を行い、達していれば後者により、以後の減速を行
うものである。
以上のように、減速速度指令パターンによる減速と、上
述の残り移動パルス数により通電量を直接計算して行う
減速との切替えを行うことにより、切替え時に急激な
加,減速を生じることなく、滑なから、ハンチングのな
い減速特性の位置制御を行うことができるものである。
しかして、上記において、B領域、すなわち、停止位置
の極めて近傍の領域について、モートル軸の回転過度で
3度以内の領域を例示したが、この回転角度について
は、モートル自体の慣性,外部負荷の慣性などを含め、
その慣性が大きいときは、回転角度3度以上でもよいも
のであり、これに反し、慣性が小さいときは、3度より
少ない角度範囲を選択する必要があるなど、状況に応じ
て、種々の選択ができるものである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、停止位置附近で、急激な速度変動を生
じることなく位置制御を行うことができるので、滑らか
な減速特性の位置制御を行うことができる、という効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係るモートルの位置制御
方法による位置制御時の、速度と時間の関係説明図、第
2図は、その位置制御の手順を示すフローチヤート図、
第3図は、従来技術のDCモートル制御システムのブロ
ツク図、第4図は、その各波形位相図、第5図は、その
位置制御時の速度、位置及び時間の関係説明図、第6図
は、減速速度指令パターン図である。 M…DCモートル、E…エンコーダ、Q(+),Q
(-),Q(+),Q(-)……トランジスタ、R(+),
(-),R(+),R(-)……抵抗、UDCNT……アツプ
ダウンカウンタ回路、COUNT……カウンタ値、MPU…
…マイクロコンピユータ、INF……インターフエース
回路、CTL……運転指令、SC……速度指令、PC…
…位置指令、ROT……回転方向信号、φ,φ……
エンコーダの出力、FC……エンコーダの4倍化された
パルス、V……通電量であるデユーテイ、Q,R……
モートル速度、A,B……領域、S……速度、P……
減速速度指令パターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲村 潤四郎 茨城県日立市東多賀町1丁目1番1号 株 式会社日立製作所多賀工場内 (72)発明者 宮下 邦夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モートルと、当該モートルの回転に応じた
    信号を出力する回転検出器と、この回転検出器の信号を
    フィードバック信号として入力せしめ、上記モートルの
    所定の回転速度及び回転角度が得られるよう調整された
    駆動信号を出力する制御ユニットと、その駆動信号を受
    けて当該モートルを駆動させる駆動回路とよりなるモー
    トルの位置制御回路で、位置決め停止時の減速勾配を速
    度指令パターンとして制御ユニット内に記憶せしめ、こ
    の速度指令パターンに従って、位置決め停止時の減速を
    行い、さらに停止位置近傍の極めて回転数の低い範囲に
    おいては、残り移動距離より直接、モートルへの通電量
    を計算して減速を行い、目標停止位置へ停止せしめるモ
    ートルの位置制御方法において、 速度指令パターンに従った減速から、残り移動距離より
    の直接計算による減速への切替えを、両者によるモート
    ルへの通電量を比較し、後者による通電量が前者による
    通電量より小となる位置で行い、また後者による通電量
    が、前者による通電量より小とならない場合において
    も、停止位置の極めて近傍に到達したならば行うように
    したことを特徴とするモートルの位置制御方法。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、速度指令
    パターンに従った減速から、残り移動距離よりの直接計
    算による減速への切替えを、後者による通電量が前者に
    よる通電量より小とならない場合においても、停止位置
    の極めて近傍である、モートル軸の回転角度で3度以内
    に到達したならば行うモートルの位置制御方法。
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